Informácie o hlavnej téme
Slovník pojmov/nové pojmy:
Magnet je akékoľvek teleso, ktoré okolo seba vytvára neviditeľné magnetické pole a pôsobí magnetickou silou na iné zmagnetizované materiály.
Elektromagnet je zariadenie, ktoré pozostáva z drôtenej cievky so železným jadrom a vytvára magnetické pole, ak do jeho cievky prechádza elektrický prúd.
Magnetické indukčné čiary sú imaginárne krivky, ktoré nám pomáhajú predstaviť si silu a smer magnetického poľa v priestore.
Magnet v kompase je tenká stužka zo zmagnetizovaného železa alebo ocele, ktorá sa voľne otáča okolo zvislej osi na ostrom hrote. Je zarovnaná pozdĺž siločiar zemského magnetického poľa. Prostredníctvom nej sa môžeme v každom okamihu orientovať v priestore a určiť smery – sever, juh, východ, západ.
Čo je to magnet?
Magnet je akékoľvek teleso, ktoré okolo seba vytvára neviditeľné magnetické pole a pôsobí magnetickou silou na iné zmagnetizované materiály. Toto pole priťahuje alebo odpudzuje iné magnetické materiály, ktoré obsahujú železo, nikel a kobalt. Na telesá z plastu, dreva, papiera, neželezných kovov atď. magnet nevyvíja žiadnu silu.
Podľa pôvodu sa magnety delia na
- prírodné, vytvorené prírodou – minerály, ktoré majú magnetické vlastnosti, napríklad magnetit (čierna železná ruda, používaná v staroveku na navigáciu), hematit atď;
- umelé – vyrobené z ocele alebo špeciálnych zliatin.
Permanentné magnety
Magnetický vplyv pôsobí len na telesá vyrobené z feromagnetických látok (železo, kobalt, nikel). Okrem toho, že magnety priťahujú predmety obsahujúce železo, pôsobia magnetickými silami aj medzi sebou. Materiály, ktoré vytvárajú vlastné magnetické pole bez vonkajšieho zdroja energie a túto vlastnosť (svoju magnetizovateľnosť) si zachovávajú dlhodobo, sa nazývajú permanentné magnety.
Vyznačujú sa týmito vlastnosťami:
- Vyznačujú sa trvalou magnetizovateľnosťou – to je ich schopnosť dlhodobo si zachovať magnetické vlastnosti.
- Majú dva magnetické póly – severný a južný.
Zdroj:https://depositphotos.com/vectors/science.html?qview=27298569
Konce tyčového magnetu sa nazývajú póly a priestor uprostred sa nazýva neutrálna zóna. Okolo pólov je magnetické pôsobenie najsilnejšie a okolo neutrálnej zóny najslabšie. Koniec magnetu, ktorý smeruje na sever, sa nazýva severný magnetický pól a označuje sa písmenom N (z anglického slova North – sever). Druhý koniec, ktorý smeruje na juh, sa nazýva južný magnetický pól a označuje sa S (z anglického slova South). Najčastejšie sa zobrazujú červenou a modrou farbou, pričom v rôznych zdrojoch môžu byť sfarbené rôzne.
Zdroj: https://depositphotos.com/vectors/science.html?qview=665848976
- Opačné (rôzne pomenované) magnetické póly sa priťahujú a rovnaké (rovnako pomenované) póly sa odpudzujú. Severný pól jedného magnetu sa priťahuje k južnému pólu iného magnetu.
Zdroj: https://www.yaclass.in/Exercise/PdfSolution?c=7e0bcd35-491b-4e7a-aaaa-cbcb25a17fd9&twId=20870&ts=1666693186&sg=un_7x0IkRARJQaQTRacDHCdYkgw1
- Vytvára sa okolo nich magnetické pole, ktoré sa prejavuje pôsobením magnetickej sily na iné zmagnetizované telesá. Magnety nemusia byť vo vzájomnom bezprostrednom kontakte, aby pôsobili silou.
- Magnetické sily sú okom neviditeľné, pôsobia medzi magnetickými materiálmi a závisia od tvaru, veľkosti a vzdialenosti medzi magnetmi. Zvyšujú sa, keď sa vzdialenosť medzi pólmi zmenšuje. So zväčšujúcou sa vzdialenosťou od zdroja magnetického poľa sa účinok magnetickej sily zmenšuje, až kým úplne nezanikne.
Elektromagnety
Elektromagnet je zariadenie, ktoré pozostáva z drôtenej cievky so železným jadrom a vytvára magnetické pole, ak do jeho cievky prechádza elektrický prúd.
Zdroj: https://anzalweb.ir/wp-content/uploads/2018/02/FPO-electromagnet.jpg
Na rozdiel od permanentných magnetov, ktorých magnetizácia je konštantná, elektromagnety možno zapínať a vypínať, ako aj meniť silu ich magnetického poľa. V závislosti od potrieb môžu mať elektromagnety rôzne výkony, sú flexibilné a bezpečné, dajú sa použiť v mnohých zariadeniach a systémoch a umožňujú jednoduché ovládanie sily a smeru ich magnetického poľa.
Preto sa vo veľkej miere používajú v priemysle, v medicíne, v doprave, v domácnostiach.
Príkladom sú elektromagnetické žeriavy na zdvíhanie a premiestňovanie ťažkých objemných predmetov v priemysle, separátory, magnetické brzdy, relé a elektromagnetické ventily v automatizácii rôznych odvetví, pevné disky a magnetické karty v elektronike, elektromotory v rôznych vozidlách, vysokorýchlostné magnetické vlaky, ktoré jazdia bez kontaktu s koľajnicami, skenery a jadrová magnetická rezonancia v medicíne, vo vedeckom výskume (urýchľovače častíc – cyklotróny) a mnohé ďalšie.
Vysokorýchlostný vlak. Zdroj: https://depositphotos.com/similar-images/244810236.html?qview=244238934
Magnetické pole Zeme
Zdroj: https://depositphotos.com/vectors/science.html?qview=308205136
Magnetické pole Zeme je prirodzené magnetické pole, ktoré siaha tisíce kilometrov do vesmíru a obklopuje našu planétu. Jeho tvar je deformovaný slnečným vetrom (prúdom nabitých častíc emitovaných zo Slnka). Magnetické pole sa na strane bližšie k Slnku zmršťuje, zatiaľ čo na strane ďalej od neho sa predlžuje. Chráni planétu pred škodlivým žiarením slnečných častíc.
Magnetické pole Zeme si môžeme predstaviť ako pole tyčového magnetu prechádzajúceho stredom planéty. Magnetický a geografický pól Zeme sa však nezhodujú. Magnetické póly nie sú pevné a neustále sa pohybujú. Ich línie zvierajú so zemskou osou otáčania uhol približne 120 , ktorý však nie je pevný a môže sa meniť a mať na rôznych miestach rôzne hodnoty.
Pozrite si krátku video simuláciu, ktorá je k dispozícii Earth’s Magnetic Lines – Science On a Sphere (noaa.gov)
Záporný (južný) pól magnetu sa nachádza v Arktíde a nazýva sa severný magnetický pól a jeho kladný (severný) pól sa nachádza v Antarktíde a nazýva sa južný magnetický pól. Siločiary magnetického poľa Zeme smerujú od severného k južnému pólu magnetu, t. j. od južnej k severnej pologuli.
Je dôležité poznamenať, že orientácia magnetického poľa Zeme sa v priebehu geologickej histórie Zeme viackrát zmenila, pričom magnetický sever sa stal magnetickým juhom a naopak. Tento jav sa nazýva inverzia magnetického poľa Zeme alebo geomagnetická inverzia. Ide však o jav, ktorý sa vyskytuje raz za niekoľko sto rokov.
Zaujímavým javom súvisiacim s interakciou nabitých častíc slnečného vetra s magnetickým poľom Zeme sú polárne žiary.
Zdroj: https://st5.depositphotos.com/19554348/65394/i/1600/depositphotos_653940658-stock-photo-northern-lights-starry-night-sky.jpg
Určenie smerov, orientácie
Magnetické pole Zeme sa používa aj na určenie svetových strán – severu, juhu, východu a západu. Hlavným nástrojom na to je magnetický kompas. Pozostáva z tenkého ukazovateľa zo zmagnetizovaného železa alebo ocele, ktorý sa voľne otáča okolo zvislej osi na ostrom hrote. Je nastavený pozdĺž siločiar magnetického poľa Zeme. Ihla kompasu je vždy orientovaná pozdĺž línie magnetického poľa Zeme a ukazuje na magnetický sever. Je uložený v puzdre s ciferníkom rozdeleným na stupne, na ktorom sa odčítava smer, na ktorý ukazuje magnetická ručička. V novších kompasoch sú ďalšie orientačné prvky – meracie čiary, zrkadlo, zariadenie na určovanie azimutu. Niektoré faktory, napríklad magnetické búrky alebo anomálie, môžu ovplyvniť presnosť odčítania kompasu, ale to z neho nerobí menej spoľahlivý prístroj na určovanie smerov.
Zdroj: https://st2.depositphotos.com/1005574/7343/v/600/depositphotos_73438351-stock-illustration-old-compass.jpg
Presná poloha zemského povrchu sa dnes určuje pomocou satelitného systému GPS a moderných smartfónov.
